Mikrobiologička so svojím tímom nedávno testovala obaly na dobrovoľníkoch. Na patentovom úrade čaká na schválenie úžitkový vzor.
Mikrobiologička Miroslava Kačániová vyvíja s Bielorusmi od roku 2019 jedlé obaly. Zdroj: ESET Science Award/Linda Kisková Bohušová
Mikrobiologička Miroslava Kačániová z Fakulty záhradníctva a krajinného inžinierstva Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre sa roky zaoberá výskumom antimikrobiálnej aktivity rastlinných silíc a liečivých rastlín proti rôznym mikroorganizmom. V roku 2019 nadviazala vďaka grantovej výzve APVV spoluprácu s odborníkmi z Minska, s ktorými vyvíja jedlé obaly. Za dlhoročný výskum a prácu so silicami získala prednedávnom divácku cenu ESET Science Award.
Odborníčka je presvedčená o tom, že ak by sa potraviny balili do jedlých obalov s antimikrobiálnymi účinkami, malo by to význam pre celé ľudstvo. Obaly, ktoré s Bielorusmi vyvinuli, stihli už otestovať na skupine dobrovoľníkov a na patentový úrad zaslali úžitkový vzor.
Na jedlých obaloch pracujete s Bielorusmi už viac ako dva roky. Novinkou je, že ste ich nedávno testovali na dobrovoľníkoch. Ako to vyzeralo? Zisťovali ste to na základe ich mimiky?
Áno, aj. V spolupráci s fakultou ekonomiky a manažmentu, s profesorkou Elenou Horskou a inžinierom Šedíkom sme uskutočnili testovanie jedlých obalov za pomoci využitia dotazníkov, ako aj neuromarketingu. V konvenčných spotrebiteľských výskumoch ľudia odpovedajú prevažne písomnou formou a výsledok závisí od ich ochoty a kompetentnosti reagovať na skúmanú problematiku.
Štúdiom mozgovej aktivity sa zistilo, že 85 percent ľudského mozgu pracuje ako autopilot. To znamená, že väčšina ľudí si nie je vedomá svojich emócií a nevníma svoje podvedomé rozhodovanie.
Neuromarketing ponúka popredné moderné metódy na priame snímanie mysle bez nutnosti náročnej kognitívnej a vedomej účasti participanta.
Aká príchuť im chutila najviac?
Najviac im chutili obaly s prídavkom mäty piepornej a najmenej z ďumbiera lekárskeho, čiže zo zázvoru.
Ktorá silica je vaša obľúbená?
Mám rada anízovú, tá sa už momentálne nevyrába. No ani citrusové neboli zlé. Alebo oregano či tymian.
Má jedlý obal nejaké limity? Rozpustí sa napríklad pri kontakte s vodou?
Keď sme obaly testovali na antioxidačné vlastnosti, vystavovali sme ich napríklad teplu. Až tak ľahko sa nerozpustia. Obaly sa vyrábajú zo špecifických škrobových látok a alginátu sodného, ktoré sa rozpúšťajú v ústach, pretože v nich prebiehajú určité procesy práve prostredníctvom slín.
Jedlý obal slúži najmä ako ochrana proti množiacim sa baktériám na potravinách. Dalo by sa povedať, že jedlé obaly sú aj zdravé?
Áno, obsahujú totiž polyfenoly, ktoré majú antioxidačný účinok. O tom sa dnes veľa hovorí. Napríklad sa odporúča piť červené víno, lebo v ňom sú antioxidanty a má protirakovinové účinky.
Možno hovoriť o ich ekologickom charaktere? V samotnom jedlom obale totiž potraviny na regáloch nemôžu byť položené, pretože ľudia by ich chytali.
Za normálnych okolností máte potraviny zabalené v dvoch obaloch a v prípade jedlých je jeden z nich degradovateľný. Z mikrobiologického hľadiska by bolo nevhodné nechať zabalené potraviny len v jedlých obaloch. Narastajúci problém plastového znečistenia z obalov potravín vytvoril nový trhový potenciál na vynájdenie ekologických obalov na potravinovom trhu vrátane obalov na jedlé potraviny.
Vy ste sa zamerali primárne na obaly na mäso. Ako ste ich skúšali?
Najprv sme na mäso aplikovali jedlý obal a potom sme ho na 24 hodín vákuovo zabalili a skúmali sme, či má náš obal antimikrobiálne vlastnosti. Na mäse sa vytvorili určité skupiny mikroorganizmov, ktoré sme následne izolovali.
Zároveň sme k dispozícii mali kontrolnú skupinu – mäso, ktoré nebolo zabalené do žiadnych obalov. To sme porovnávali so zabaleným mäsom a môžem povedať, že počet mikroorganizmov na ňom bol v porovnaní s kontrolnou skupinou výrazne nižší.
Snažíme sa do jedlých obalov pridávať také chute, ako keď doma varíte – oregano, tymian, bazalku, rozmarín či škoricu.
Skúmali ste vplyv jedlých obalov aplikovaných na sous vide mäso. To ste najprv tepelne ošetrili, potom ste ho zabalili do jedlého obalu a následne bolo ešte vákuovo balené. Aké výsledky ste zaznamenali v tomto prípade?
Na sous vide mäse sme sledovali, či nastane zmena jeho mikrobiálnej štruktúry po 24 hodinách. Vplyvom obalu a tepla boli jednotlivé mikroorganizmy na ňom úplne eliminované.
Váš jedlý obal sa mäsu, ktoré chráni, akoby prispôsobí, vytvorí akúsi ochrannú bariéru. Treba ho z mäsa pred prípravou odstrániť alebo ho môžeme hodiť na panvicu aj s ním?
Áno, obal sa pri použití vysokej teploty rozpustí a môžeme ho zjesť spolu s použitou potravinou.
Ktoré silice predĺžia životnosť mäsa najefektívnejšie?
Oregano alebo tymian obsahujú množstvo látok, ktoré vplývajú na mikroorganizmy. Testovali sme aj bazalku, koriander, rozmarín a dokonca škoricu. Skúmali sme, ako konzervačné látky na mäse, zelenine a ovocí vplývajú na predlžovanie trvanlivosti potravín, a zabezpečili sme tak potrebnú mikrobiologickú kvalitu týchto potravín. Aj takýmto smerom ideme.
Zároveň sa snažíme pridávať do jedlých obalov také chute, ako keď doma varíte. Mäso dochucujete len určitými koreniami, ktoré negatívne nevplývajú na jeho chuťové vlastnosti. Bazalkou, rozmarínom aj škoricou sa mäso dochucuje často.
Ak by sme na mäso nakvapkali napríklad bazalkovú silicu, ochránime ho pred pokazením? Či takto to nefunguje?
Keď si doma pripravíte marinádu, mäso vám vydrží dlhšie. Nemusíte na ňu použiť práve silicu, stačí aj obyčajné korenie. Veď korenia sa napokon využívajú aj na prípravu silíc. Mäso potom nemusíte mraziť. Keď ho mrazíte, stráca určité hodnoty, pretože sa z neho vylučuje šťava.
Mikrobiologička Miroslava Kačániová v laboratóriu s centrifúgou. Zdroj: ESET Science Award/Linda Kisková Bohušová
Klasické korenie však nemá taký významný efekt ako silica. Alebo sa mýlim?
Je to tak, silica totiž obsahuje už čisté terpenoidy. Tie sú veľmi účinné proti baktériám a napokon aj dosť aromatické, takže ich stačí použiť v malých množstvách.
Teraz čakáte na patent. Čo bude potom? Chceli by ste obaly vyrábať aj komerčne?
Áno, to je náš zámer. Ak obaly úspešne prejdú celým konaním, chceli by sme ich ponúknuť firmám.
Predpokladám, že obaly nielen na mäso…
Mohli by sme do jedlých obalov baliť napríklad pečivo. Diskutovali sme s Bielorusmi, kde všade by mohli mať potenciál, či by sme do nich vedeli baliť aj keksy alebo rôzne pekárenské výrobky, a dospeli sme k tomu, že by sa dali využiť naozaj rozmanito, aj na cukrovinky alebo balenie zákuskov.
Už dávnejšie ste sa vyjadrili, že podľa vás budú mať záujem skôr menší odberatelia. A že sa u nás na Slovensku zrejme jedlé obaly ani nemôžu vyrábať vo väčšom, pretože nemáme dostatok miesta na pestovanie byliniek.
Pri siliciach potrebujete omnoho väčšie množstvo, dokonca kilá byliniek, aby ste získali silicu v objeme desať mililitrov. Pre nás výskumníkov je to nesmierne veľa, pri koncentrácii 0,1 percenta dokážeme z desiatich mililitrov urobiť neskutočne veľa analýz.
Silice sa u nás síce komerčne predávajú, no v enormnom množstve si to veľmi neviem predstaviť. Predsa len sú tie rastlinné zdroje na Slovensku trošku obmedzené, aspoň momentálne.
Jedlé obaly sa len tak nerozpustia. Deje sa to až v ústach prostredníctvom slín alebo vplyvom vysokej teploty pri zohrievaní jedla.
Oregano a tymian obsahujú množstvo látok vplývajúcich na mikroorganizmy.
Súčasťou jedlých obalov sú polyfenoly, ktoré majú antioxidačný účinok.
Ak si pripravíte marinádu z korenín, mäso vám vydrží dlhšie a nemusíte ho mraziť.
Do jedlých obalov možno baliť aj pečivo, cukrovinky či zákusky.
Práve premýšľam nad všetkými tými pláňami repky olejnej. Prečo by sa nemohli na niektorých miestach, kde sa pestuje, vysádzať radšej bylinky?
Lebo tým nenakŕmite obyvateľstvo. Druhá stránka je hlad. Na východe majú určité pozemky, na ktorých pestujú nechtík a iné liečivé byliny, no teraz vôbec netuším, ako to tam vyzerá, už som tam dlho nebola. Ide o obrovské vysadené plochy a napokon ani z nich až také množstvo silíc nedostanete.
Ľudia niekedy polemizujú, ktoré silice sú jedlé a v akom množstve ich môžu bezpečne konzumovať.
Sú silice, ktoré sú vnútorne použiteľné, a silice slúžiace len na vonkajšie použitie. Jestvujú aj silice na rozhraní medzi jedlými a nejedlými, ktoré sú zasa vhodné napríklad na výplach ďasien, prípadne na iné vonkajšie ošetrenie.
Každá jedna bylinka je špecifická a museli by sme ju prebrať do detailov. Čo však platí bez rozdielu pre všetky: musíte s nimi pracovať veľmi opatrne, lebo vo vyšších koncentráciách môžu byť skutočne aj nebezpečné.
Možno tie, ktoré by sme nemali jesť, aj telo samo vyhodnotí ako nie veľmi chutné.
Je to tak. No my robíme aj s takými, ako je napríklad kardamóm, ktorý nie je bohvieako chutný, napriek tomu je jedlý. Jedlých silíc máme vcelku dosť.
Poznáme, samozrejme, aj také, ktoré nie sú ani chutné a ani sa vnútorne nepoužívajú. Pridávajú sa do krémov a kozmetických prípravkov a pomáhajú napríklad pri kožných ochoreniach.
Na druhej strane máme bylinky, ako je šalvia alebo levanduľa, ktoré sa pridávajú i do jedla a sú veľmi účinné, najmä šalvia, pri rôznych poraneniach a zápaloch na povrchu kože.
Viaceré silice obsahujú látky, ktoré môžu spôsobovať alergie. To ste napokon skúmali tiež. Priblížte nám, o aký výskum ide.
Tieto analýzy sú viac výskumom profesorky Žiarovskej, s ktorou spolupracujeme. Optimalizovali sa metodiky analýz expresie linalolu a limonénu, potvrdených alergénov na druhoch citrusov – modelových ovocných druhoch z hľadiska bioinformatických dát.
Druhou oblasťou analýz boli in silico (realizované pomocou počítačovej simulácie, pozn. red.) porovnania chitináz, respektíve bielkovín uplatňujúcich sa pri rastlinách v alergénnych aj antimikrobiálnych pochodoch (trieda I a trieda III).
Na modelovom druhu (druhu viniča Vitis vinifera) pre štúdium chitináz, s ktorým pracujeme, bola optimalizovaná analýza expresie chitináz. Aktuálne sa táto metodika aplikuje pri ostatných rastlinných druhoch, ktoré sú predmetom skúmania.
Treťou oblasťou genetických analýz bolo získanie polymorfných profilov homológov alergénov Bet v 1 skupine pre rôzne rastlinné druhy vrátane druhov, z ktorých sú extrahované silice pomocou metodiky vyvinutej na riešiteľskom pracovisku.
Všetky naše zámery sú do veľkej miery o kooperácii. Každý je odborníkom v inej oblasti, preto spolupracujeme s vedcami doma i v zahraničí.
Na čom ďalšom ešte v tejto chvíli pracujete?
Získala som ešte jeden projekt zameraný na silice, testujeme ich na mikroorganizmoch a zaoberáme sa mikrobiologickou kontamináciou mäsa, syrmi, zeleninou a ovocím so silicami a rôznymi patogénnymi mikroorganizmami.
Potom tam máme nejaké šťavy, do ktorých sa budú pridávať silice. Takto upravená čerstvo lisovaná a chemicky neošetrená šťava má vyšší antioxidačný potenciál, je zdravšia a silice zároveň predlžujú jej trvanlivosť.
V projekte máte zakomponovanú aj spoluprácu so Srbmi. Tá sa týka čoho?
Áno, chceme sa totiž začať venovať aj vplyvu silíc na rôzne tumorové a karcinogénne bunky.
Cytotoxická aktivita esenciálnych olejov bude skúmaná na nádorových bunkových líniách HeLa (ľudský adenokarcinóm krčka maternice), MDA-MB 231 (ľudský karcinóm prsníka), HCT 116 (ľudský karcinóm hrubého čreva), HepG2 (ľudský karcinóm pečene) a na zdravej bunkovej línii MRC-5 (ľudské fetálne pľúcne fibroblasty).
S profesorom Vukovicom a doktorkou Vukic máme už dlhoročnú spoluprácu, analyzujú nám chemické zloženie rastlinných silíc, a tak nám napadlo doterajšiu spoluprácu vo viacerých smeroch rozšíriť.
Pozrite si
Veľmi ma zaujala aj vaša ďalšia práca – chystáte sa totiž skúmať aj účinok silíc na spermie.
Táto problematika bude viac-menej sledovaná pani doktorkou Tvrdou. Všetky naše zámery sú do veľkej miery o kooperácii. Každý je odborníkom v inej oblasti, preto spolupracujeme s vedcami doma i v zahraničí.
Zvieracie ejakuláty sa odoberú vybraným chovným zvieratám pomocou špecifických procedurálnych krokov. Po prenesení vzorky do laboratória sa vykoná primárne hodnotenie spermy (objem, pH, mikrobiologické vyhodnotenie).
Následne sa s použitím a prispôsobením sa rôznym protokolom pomalého a rýchleho zmrazovania vykoná riedenie a kryokonzervácia semena a spermií. Po rozmrazení sa bunky podrobia špecifickým analýzam štrukturálnej integrity, metabolickej aktivity a funkčných prejavov.
Aby sa vyvinuli nové kultivačné a kryokonzervačné médiá, ejakuláty a spermie budú kultivované a zmrazené bez prítomnosti špecifických antimikrobiálnych, antioxidačných a energetických zlúčenín alebo s nimi, ako aj rastlinných extraktov a silíc, aby sa opísali špecifické účinky alternatívnych biologicky aktívnych molekúl.
